So definieren Sie MSB oder LSB einer Binärzahl

Question

Ich habe eine Bitfolge und möchte MSB (kurz für Most Significant Bit) über das erste Bit und LSB (kurz für Least Significant Bit) über das letzte Bit schreiben. Wie mache ich das?

Answer 1

Mit einer Kombination aus \oversetund \substackkönnen Sie die Beschriftungen und Pfeile über den jeweiligen Ziffern positionieren. Um sicherzustellen, dass die Beschriftungen den Abstand zwischen den Ziffern nicht beeinflussen, verwenden Sie \mathclap. Wenn Sie viele solcher Fälle haben, ist es sinnvoll, ein Makro zu definieren, das zwei Argumente annimmt – die Beschriftung und die Ziffer.

\documentclass{article}
\usepackage{mathtools} % to access \overset, \substack, \mathclap, and \text macros
\newcommand\bitpos[2]{%
    \overset{\substack{\mathclap{\text{\tiny #1}}\\ \downarrow}}{#2}}
\begin{document}
$\bitpos{MSB}{1}001100\bitpos{LSB}{1}$
\end{document}

Nachtrag: Der oben gezeigte Code geht davon aus, dass \bitposer im Mathematikmodus verwendet wird. Wenn das nicht unbedingt der Fall ist, geben Sie einfach \ensuremath{...}auch eine Wrapper-Anweisung an, d. h. definieren Sie sie \bitposwie folgt:

\newcommand\bitpos[2]{%
    \ensuremath{\overset{\substack{\mathclap{\text{\tiny #1}}\\ \downarrow}}{#2}}}

Answer 2

Vielleicht etwas länger als erwartet, aber hey, Sie erhalten eine automatische Konvertierung und optionale Entfernung der Beschriftungen.

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath,xparse}

\ExplSyntaxOn
\NewDocumentCommand{\bits}{O{}m}
 {
  \group_begin:
  \keys_set:nn { chekooo/bits } { #1 }
  \chekooo_bits:n { #2 }
  \group_end:
 }

\keys_define:nn { chekooo/bits }
 {
  convert .bool_set:N = \l_chekooo_convert_bool,
  convert .initial:n  = false,
  convert .default:n  = true,
  nosb    .bool_set:N = \l_chekooo_show_bool,
  nosb    .initial:n  = false,
  nosb    .default:n  = true,
 }

\cs_new_protected:Nn \chekooo_bits:n
 {
  \bool_if:NTF \l_chekooo_convert_bool
   {
    \chekooo_process:f { \int_to_bin:n { #1 } }
   }
   {
    \chekooo_process:n { #1 }
   }
 }

\cs_new_protected:Nn \chekooo_process:n
 {
  \bool_if:NTF \l_chekooo_show_bool
   {
    #1
   }
   {
    \chekooo_bits_show:n { #1 }
   }
 }
\cs_generate_variant:Nn \chekooo_process:n { f }

\cs_new_protected:Nn \chekooo_bits_show:n
 {
  \int_compare:nTF { \tl_count:n { #1 } < 2 }
   {
    #1
   }
   {
    \__chekooo_bits_show:n { #1 }
   }
 }

\cs_new_protected:Nn \__chekooo_bits_show:n
 {
  \seq_set_split:Nnn \l__chekooo_bits_seq { } { #1 }
  \seq_pop_left:NN \l__chekooo_bits_seq \l__chekoo_msb_tl
  \seq_pop_right:NN \l__chekooo_bits_seq \l__chekoo_lsb_tl
  \mspace{10mu} % for the M
  \overset
   {
    \substack{\scriptscriptstyle\hidewidth\mathrm{MSB}\hidewidth\\\downarrow}
   }
   {\l__chekoo_msb_tl}
  \mspace{8mu}
  \seq_use:Nn \l__chekooo_bits_seq { \mspace{8mu} }
  \mspace{8mu}
  \overset
   {
    \substack{\scriptscriptstyle\hidewidth\mathrm{LSB}\hidewidth\\\downarrow}
   }
   {\l__chekoo_lsb_tl}
  \mspace{8mu}
 }

\seq_new:N \l__chekooo_bits_seq
\tl_new:N \l__chekoo_msb_tl
\tl_new:N \l__chekoo_lsb_tl

\ExplSyntaxOff

\begin{document}

\[
\bits{1001}+
\bits[nosb]{1001}+
\bits[convert]{42}+
\bits[convert,nosb]{42}
\]
\[
\bits{0}+\bits{1}+\bits{10}+\bits{11}+\bits{100}
\]

\end{document}